[发明专利]一种接枝抗菌聚丙烯及其制备工艺

说明书

本发明涉及一种新型接枝抗菌聚丙烯，主要由聚丙烯与马来酸酐接枝得到中间体，中间体再与溴代的有机抗菌剂进行亲核反应制备得到；其中有机抗菌剂分子中含有一个或多个‑N‑S键、一个或多个C＝C键、一个或多个环状结构。本发明的新型接枝抗菌聚丙烯可单独作为抗菌PP材料，也可作为抗菌添加母粒与聚丙烯共混，或与PP进行多层共挤出，极大地提高PP表面的抗菌性能。本发明的新型接枝抗菌聚丙烯与基材PP附着良好、抗菌性能持久性好、力学性能优良、高温稳定性好，由于添加量少，不影响基体材料的力学性能，解决了现有生产工艺中存在的PP制品抗菌性能差、抗菌剂易析出、流失、抗菌周期短等问题。而且制备工艺简单，成本低，具有巨大的市场应用前景和市场价值。

技术领域

本发明涉及抗菌聚丙烯领域，具体地是涉及一种新型接枝抗菌聚丙烯及其制备与用途。

背景技术

聚丙烯（PP）无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能。化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀（不耐具有氧化性质的酸）。常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，电绝缘性优良，广泛应用于制造薄膜、中空制品、纤维和日用杂品等。但其制品没有抗菌性能，表面容易滋生细菌，对人体造成病害，所以研发抗菌PP材料具有很大的实际应用意义。

抗菌剂根据组成不同，可以分为三大类，分别为有机抗菌剂、无机抗菌剂和天然高分子抗菌剂。每种抗菌剂的使用环境和范畴也有所不同，有各自的优缺点。如有机抗菌剂初始杀菌力强、杀菌即效和抗菌广谱性好，分散性好，技术成熟，价格也相对便宜。但存在化学稳定性差，不耐热。遇热、光或水等容易挥发，难以实现长效；在许多高聚物的高温、高压、高剪切加工条件下易分解失效，甚至产生有毒的分解产物。无机抗菌剂抗菌性和安全性高，耐热性好，抗菌范围广，有效期长，但容易变色，易析出，分散不均匀，价格较高等。天然高分子抗菌剂对人畜或环境一般不产生污染危害，生物相容性好，但抗菌效果有限，不耐高温，抗菌长效性差等。

常规的抗菌聚丙烯的制备通常是往聚丙烯中加入无机抗菌剂进行共混，如加入纳米氧化锌、纳米二氧化钛等无机抗菌剂，提高聚丙烯材料的抗菌性能。这种方法能简单、有效、快速提高其抗菌性能，但由于无机抗菌剂在聚丙烯材料中的分散性较差，难以在材料中均匀分散且易于从聚丙烯中析出，严重影响材料的抗菌性能和力学性能。同时，无机抗菌剂容易氧化变色，影响材料的色泽。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型接枝抗菌聚丙烯及其制备工艺，以解决现有生产工艺中存在的聚丙烯抗菌性能差、抗菌周期短等问题。

为解决上述问题，本发明提供了一种新型接枝抗菌聚丙烯，主要由聚丙烯与马来酸酐接枝得到中间体，中间体再与溴代的有机抗菌剂进行亲核反应制备得到；其中所述有机抗菌剂分子中含有一个或多个-N-S键、一个或多个C=C键、一个或多个环状结构。

本发明通过聚丙烯与马来酸酐的接枝反应，将含有羰基基团的马来酸酐接枝到聚丙烯的侧链上，使接枝后的聚丙烯具有亲核反应的羰基。将溴代后的有机抗菌剂与接枝后的聚丙烯进行亲核反应，得到一种新型的接枝抗菌聚丙烯。当环境中的细菌吸附到本发明的新型接枝抗菌聚丙烯材料的表面时，材料中的抗菌功能基团就会与细菌发生化学作用，并能够将细菌杀灭，达到抗菌目的。该方法使制备的聚丙烯具有优异的抗菌性能的同时能保证抗菌聚丙烯醇的抗菌长效性，从而较为创新的解决现有技术中直接往PP中添加抗菌剂，造成PP制品抗菌长效性差、抗菌剂分散不均匀、易析出等的问题。

进一步的，所述有机抗菌剂为5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、4,5-二氯-2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮、2-辛基-4-异噻唑啉-3-酮、烯丙苯噻唑、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-正辛基-4-异噻唑-3-酮、异噻唑-3-酮中的一种或多种。这类抗菌剂抗菌效果好、无毒、添加量少，还具有防霉的功能。

进一步的，所述聚丙烯、马来酸酐和溴代的有机抗菌剂的重量比为3～6：3～7：4～6。处于这个比例时，溴代的有机抗菌剂反应完全。